Руслан Хазарзар. Философские проблемы микрофизики
 
 

 

Руслан Хазарзар

Философские проблемы микрофизики

Экспериментатор констатирует прежде всего, что о последней сущности электрона он не знает ничего.

Роберт Эндрус Милликен

 

Парадокс альтернативных онтологий

Рудольф Карнап, отстаивая позиции неопозитивизма, утверждает: «Вся философия в старом смысле, связывается ли она ныне с Платоном, Фомой Аквинским, Кантом, Шеллингом или Гегелем, строит ли она новую «метафизику бытия» или «гуманистическую философию», оказывается перед неумолимым приговором новой логики не только как содержательно ложная, но и как логически непрочная, потому бессмысленная». Единственно допустимое решение метафизических проблем может, по мнению неопозитивистов, заключаться лишь в их элиминации. Исходя из этой точки зрения, сам Карнап придерживается мнения, что теории ничего не говорят о «реальности». Они-де представляют просто языковое средство для упорядочения наблюдаемых в эксперименте явлений в определенного рода схему, которая будет эффективно функционировать при предсказании новых наблюдаемых. «Теоретические термины, — продолжает Карнап, — являются удобными символами. Постулаты, содержащие их, принимаются не потому, что они «истинны», а потому, что полезны. Они не имеют никакого дополнительного значения, кроме способа функционирования в системе. Бессмысленно говорить о «реальном» электроне или «реальном» электромагнитном поле»[1].

Таким образом неопозитивизм снимает те неизбежные трудности, когда под электроном подразумевалось нечто онтологически реальное. Действительно, согласно принципу соотношения неопределенностей, невозможно одновременно точно определить координату и импульс частицы, т. е. из этого принципа следует, что чем точнее определена одна из величин, тем менее определенным является значение другой. Никакой эксперимент не может привести к одновременно точному измерению таких динамических переменных. Поэтому состояние микрообъекта определяется волновой функцией, а результаты экспериментов по определению, напр., координаты, имеют вероятностный характер.

Не будем забывать, что в классической электродинамике электрон ведет себя как частица, движение которой подчиняется уравнениям Лоренца – Максвелла, имеет массу и даже классический радиус. Согласно же принципу дополнительности, сформулированному Нильсом Бором, объектам квантовой механики присущи как корпускулярные, так и волновые свойства, однако они проявляются в различных, несовместимых экспериментальных условиях (напр., классическая физика эмпирически неприменима для описания излучения связанных в атомах электронов). Таким образом, снимая те неизбежные трудности, когда под электроном подразумевалось нечто реальное, и рассматривая — в эмпирическом восприятии и теоретическом содержании — электрон то как частицу, то как волну, неопозитивизм элиминирует вопрос о реальной сущности электрона, считая его только теоретическим объектом вполне конкретной научной модели.

Сциентизм, однако, не понимает этой тонкости и в попытке онтологизации научной модели совершенно упускает из виду следующее: из положения, что в науке мы не можем одновременно определить координаты и импульс частицы, а потому вынуждены описывать квантово-механические процессы через Ψ‑функцию, имеющую вероятностный характер, еще никак не следует, что сама частица превращается в нечто математическое и вероятностное. Так же, как из принципа дополнительности отнюдь не следует, что реальный электрон превращается то в частицу, то в волну. Именно ни на чем не основанное отождествление знаний и бытия, гносеологии и онтологии, ведет к парадоксу альтернативных онтологий.

 

Реализм Поппера

Карл Поппер, исходя из классического взгляда на микрообъект, отмечает, что интерпретацию соотношений неопределенностей Гейзенберга как соотношений неточностей следует считать субъективистской. В противовес ей Поппер предлагает свое понимание этих соотношений, приводящее к пересмотру не только философской оценки соотношений неопределенностей, но и их физического содержания. Он полагает, что соотношения неопределенностей независимы от принципов квантовой механики. Так, соотношение неопределенностей для энергии и времени представляется ему следствием планковского квантового постулата (E = hv), а соотношение неопределенностей для координаты и импульса — следствием т. н. принципа Дуана, согласно которому соотношение неопределенностей для координаты и импульса связано с характером прохождения электрона через щель диафрагмы и взаимодействия с краями этой щели. Это взаимодействие приводит к статистическому рассеянию импульса: если щель диафрагмы имеет фиксированный размер Δx, то серия прохождений электронов дает рассеяние для импульса Δp ≈ ħx. Эта трактовка, как отмечает сам Поппер, по существу расходится с самими соотношениями неопределенностей, ибо, дабы получить рассеяние импульса, необходимо в каждом отдельном эксперименте определять импульс с точностью, превышающей Δp, что запрещается соотношением неопределенностей. «Эксперименты такого рода, — пишет Поппер, — опровергают гейзенберговскую интерпретацию неопределенностей, поскольку обеспечивают бóльшую точность, чем эта интерпретация допускает»[2]. Показательно, кстати, что при определении величины хронона в дискретном мире мы можем, с одной стороны, вычислить ее, если разделим эффективный диаметр электрона 10‑13 см, принимая его за наименьшую длину, которую можно определить, на наибольшую возможную скорость — скорость света в вакууме 3·1010 см/сек., но, с другой стороны, чисто теоретически, опираясь на (Għc)‑базис, мы можем оперировать величинами, на много порядков меньшими.

 

Копенгагенская интерпретация

Неопозитивизм считает вопрос о реальной сущности микрообъекта метафизическим, а значит, не имеющим смысла. Копенгагенская школа, представителями которой в первую очередь следует назвать Бора, Гейзенберга и фон Вайцзеккера, отрицает существование скрытых параметров и утверждает, что нельзя приписывать каким-то элементам природы некий реальный смысл сам по себе — независимо от контекста их наблюдения. Нильс Бор и его последователи усматривают в соотношении неопределенностей одну из исходных характеристик Природы: объективно существует только то, что может быть измерено, и ничто иное. Карл Фридрих фон Вайцзеккер утверждает, что онтология, являющаяся основой классической физики, сегодня уже неприемлема. Эта картезианская по своей сути онтология представляет Природу как нечто существующее само по себе. Однако естественные законы не работают совершенно независимо от наших действий, они дают нам возможность в процессе эксперимента создавать явления. Только то, что возникло подобным образом, вправе претендовать на статус существующего. В статье «Классическое и квантовое описания» Вайцзеккер отмечает, что квантовая механика допускает два способа изменения волновой функции: а) непрерывное, согласно закону движения, и б) прерывное, согласно изменению знания. Первый способ соответствует ее изменению согласно уравнению Шрёдингера, второй — редукции волновой функции. Если бы, продолжает Вайцзеккер, имело место только (а), то тогда можно было бы сказать, что волновая функция относится к свойствам вещей. Если бы имело место только (б), то вектор состояния (т. е. волновую функцию) можно было бы квалифицировать как выражение нашего знания. Однако в действительности квантовая механика не может освободиться ни от (а), ни от (б) и принимает оба эти способа изменения волновой функции. Поэтому волновая функция в разных ситуациях имеет различное содержание[3]. Вайцзеккер также полагает, что единственная форма реальности, с которой имеет дело квантовая механика, — это факты. Под этим позитивистским углом зрения он формулирует «золотое правило» копенгагенской интерпретации квантовой механики (golden Copenhagen rule): «Квантовая теория есть теория о вероятностной связи фактов»[4]. Бор, неразрывно связывая «квантовое явление» как «физическую реальность» с экспериментальной установкой, утверждает, что «взаимодействие между измерительными приборами и исследуемыми физическими системами составляет неотъемлемую часть квантовых явлений»[5] и что условия определения «физически реального» «должны рассматриваться как неотъемлемая часть всякого явления, к которому с определенностью может быть применен термин «физическая реальность»»[6]. Как отмечает Курт Хюбнер, философский принцип Копенгагенской школы может быть подытожен следующим утверждением: бытием обладает возможность, которая реализуется посредством измерительных процедур[7].

По мнению Ганса Рейхенбаха, «физическая реальность допускает класс эквивалентных описаний; мы выбираем одно из них ради удобства, и этот выбор покоится исключительно на конвенции, т. е. на свободном решении»[8]. Но нетрудно заметить, что парадокс альтернативных онтологий возникает как раз при одновременном допущении следующих двух посылок: 1) т. н. эквивалентные описания полностью тождественны; 2) соответствующие им онтологии обладают реальными референтами, т. е. явления, обозначаемые символической единицей в описаниях, имеют реальное бытие само по себе вне контекста их наблюдения. Эти посылки несовместимы. С одной стороны, признание реальности референтов приводит к выводу, что т. н. эквивалентные описания не тождественны, ибо они описывают различные аспекты бытия. С другой стороны, признание тождественности т. н. эквивалентных описаний возможно только при условии отрицания реальности их референтов. Короче говоря, если электрон может быть описан и как волна, и как частица, и такие описания полностью тождественны, то никакого реально-сущностного электрона просто не может быть. И нет ничего удивительного в том, что квантовая механика, опираясь на первую посылку, в конце концов была вынуждена отказаться от второй.

 

Эмпиризм или рационализм?

В противовес копенгагенской позиции диалектический материализм в лице Э. М. Чудинова метафизически полагает, что «реальный мир — это не совокупность единичных явлений, а система явлений вместе с их сущностной основой. Адекватное отображение мира обеспечивается средствами научных теорий, которые строят теоретизированный мир, репрезентирующий реальный мир прежде всего в его сущностных аспектах. Объективная необходимость теоретизированного мира обусловливается необходимостью познания реального референта этой идеальной конструкции — объективных закономерностей, присущих самой природе»[9].

Сущность, признает Чудинов, не задана человеку непосредственно и не может быть отображена в чувственно-наглядной форме. Важнейшей ее особенностью является ненаблюдаемость. «Человек на каждом шагу сталкивается с явлениями свободного падения тел, обусловленными действиями гравитации. Однако никто не наблюдал закона свободного падения тел, составляющего сущность этих явлений. Для отображения сущностного аспекта объективного мира необходима не чувственная, а логическая форма познания, которая возникла в результате эволюции человеческого сознания»[10]. Утверждение, что некоторая реальная сущность, принципиально недоступная чувственному опыту, может познаваться только логически, т. е. умозрительно, есть не что иное, как открытое признание метафизичности диалектического материализма. Но и это еще не все. По мнению диамата, сущность не только не наблюдаема. Она, как правило, не может быть выделена из единичных явлений путем простого абстрагирования. «Единственно возможным способом ее познания — особенно это ясно для таких наук, как физика, — выступает конструктивная деятельность мышления. Эта деятельность состоит в том, что ученый на основе ряда исходных предпосылок создает систему теоретических объектов и схем, при помощи которых он угадывает сущность явлений»[11].

По мнению Чудинова, теоретизированный мир перестал бы быть гносеологически необходимым компонентом познавательной деятельности, если бы выполнялось одно из двух условий: 1) сущность представляет реальный аспект объективного мира, но может быть постигнута лишь интуитивно; 2) мир лишен сущности и сводится к совокупности единичных явлений. В первом случае отсутствует необходимость теоретического отображения сущностных аспектов природы; второе условие приводит если и не к полному отрицанию, то к серьезному ограничению ценности теоретизированного мира. Первая точка зрения характерна для интуитивистских концепций, вторая — для номинализма. Неопозитивистская философия принимает номиналистическую концепцию мира. «Она, — пишет Чудинов, — отрицает объективный характер сущности, рассматривая законы науки в кантианском духе как теоретические схемы, при помощи которых человек упорядочивает явления чувственного опыта. Хотя неопозитивисты и признают познавательное значение теоретических конструкций, а следовательно, и теоретизированного мира, отрицание объективного референта этих конструкции приводит к умалению их роли»[12].

Дэвид Бом, также выступая против копенгагенской позиции, полагает, что каузальные законы внутренне присущи Природе самой по себе. По его мнению, Природа бесконечно сложна и устроена как бесконечное множество различных уровней. Каждый из этих уровней лишь относительно автономен, поскольку испытывает воздействие более глубокого уровня, параметры коего остаются вначале скрытыми. Бом суммирует свой философский принцип следующим утверждением: «Существенной характеристикой научного исследования является то, что, изучая относительное в его различии и неисчерпаемом разнообразии, оно нацелено на познание абсолюта»[13].

Прежде всего Бом выдвинул теорию, основанную на представлении о скрытых параметрах, т. е. точных значениях самих по себе. Эта теория была направлена против копенгагенской трактовки микрофизики. Бом интерпретировал уравнение Шрёдингера как закон сохранения вероятности нахождения частицы в определенной точке. В то же самое время, по мнению Бома, динамические параметры движения частицы должны описываться, как и в классической механике, дифференциальным уравнением Гамильтона – Якоби. Это означает, что траектория частицы определяется классически вычисляемыми значениями, а волновая функция, по мысли Бома, выступает как «реальное», воздействующее на частицы, поле. Надо отметить, что в экспериментальном плане уравнение Шрёдингера остается фундаментальным как для системы сторонников Бома, так и для системы сторонников Бора. Поэтому Вернер Гейзенберг пишет: «Бому удалось таким образом развернуть свою идею, что результаты каждого эксперимента теперь совпадают с результатами Копенгагенской школы. Из этого следует прежде всего то, что интерпретация Бома не может быть отвергнута экспериментально»[14]. Да и сам Бом полагал, что «гипотеза Бора не противоречит чему-либо известному в настоящее время. Поэтому удивительная далеко идущая аналогия между процессами мышления и квантовыми процессами должна указывать, что гипотеза, связывающая эти два явления, может явиться весьма плодотворной. Если бы такая гипотеза могла когда-нибудь быть проверена, то она, естественно, объяснила бы многие черты нашего мышления. Даже если бы эта гипотеза оказалась неверной и мы могли бы описать работу мозга при помощи одной лишь классической теории, аналогия между мышлением и квантовыми процессами могла бы иметь важные следствия... Например, это могло бы дать нам средства для описания эффектов, подобных квантовым явлениям, используя скрытые параметры»[15].

Итак, единственным правомерным основанием научного утверждения для Копенгагенской школы выступает доступное наблюдению «наблюдаемое», под которым в квантовой механике понимается «измеримое»: только вне отрыва от твердой почвы эмпирики можно добиться превосходства над любыми теориями, работающими с такими умозрительными понятиями, как ненаблюдаемые параметры. Поэтому Гейзенберг критикует Бома следующим образом: «Бом считает себя вправе утверждать, что мы не должны отказываться от точного, рационального и объективного описания единичных систем в рамках квантовой теории. Однако само это объективное описание оказывается лишь некой «идеологической суперструктурой», имеющей мало общего с непосредственной реальностью»[16]. Поскольку только данная в наблюдении «реальность» является единственным правомерным основанием знания, то, утверждают сторонники Бора, и мы, согласно этой концепции, не имеем права приписывать различным детерминирующим факторам природы какой-либо смысл, не зависимый от соответствующего контекста наблюдения. Все, что нам действительно дано, — это эмпирические феномены сознания, порождаемые в экспериментах и измерениях; стало быть, все дополнительные по отношению к ним структуры в мире самом по себе не могут быть с ним связаны.

Противоположная философская позиция Бома и его последователей зиждется на убеждении, что все вероятностные суждения физики принципиально могут быть сведены к невероятностным: вероятность — только временная характеристика. По мнению Бома, Природа сама по себе обладает абсолютным существованием как бесконечно сложное многообразие, а стало быть, существуют также ее скрытые параметры, которые, будучи в достаточной мере познанными, позволили бы установить детерминацию явления[17].

 

ЭПР-парадокс

Как известно, Альберт Эйнштейн был неудовлетворен квантовой теорией, поскольку она не удовлетворяла его требованиям к полноте, не вскрывала содержание «реальных физических состояний». Как справедливо отмечает Артур Файн, «причинность и независимость от наблюдателя — первичные свойства эйнштейновского реализма»[18]. А сам Эйнштейн, справедливо указывая Гейзенбергу, что теория сама решает, какие величины наблюдаемы, а какие ненаблюдаемы, ссылался на «веру в существование внешнего мира, независимого от воспринимающего субъекта»[19]. В 1935 году Альберт Эйнштейн, Борис Подольский и Натан Розен опубликовали статью, в которой была предпринята попытка доказать неполноту квантовой механики (т. н. ЭПР-парадокс)[20]. По мнению Эйнштейна, чтобы теория считалась полной, «каждый элемент физической реальности должен иметь отражение в физической теории»[21]. Причем «физическую реальность» Эйнштейн определял следующим образом: «Если мы можем без какого бы то ни было возмущения системы предсказать с достоверностью (т. е. с вероятностью, равной единице) значение некоторой физической величины, то существует элемент физической реальности, соответствующий этой физической величине»[22].

Эйнштейн рассматривает две системы S и S', которые взаимодействуют до определенного момента, после которого уже никакого взаимодействия не происходит. Согласно квантовой механике, можно описать состояние объединенной системы S + S' посредством волновой функции Ψ. Точно измерив величину A в системе S и получив значение α, мы с помощью Ψ‑функции можем точно предсказать значение α' величины A в системе S'. Такое предсказание делается на основании измерения, производимого в системе S, что не может оказать возмущающего воздействия на систему S', поскольку обе системы разделены. Это означает, что, если следовать определению Эйнштейна, α' есть значение чего-то физически реального, т. е. того, что существует независимо от данного измерения и предшествует ему. Естественно, ничто не мешает нам измерить величину B в системе S и получить значение β (вместо величины A), причем тогда значение β' также должно предшествовать измерению и существовать так же, как α', одновременно с последним. Но если допустить, что операторы, соответствующие величинам A и B, являются некоммутирующими (согласно принципу неопределенностей, обе величины не могут быть измеримыми одновременно), то волновая функция в данный момент может определять только один из этих операторов, ибо, в соответствии с принципом неопределенностей, только одна из двух взаимно исключающих величин может быть измерена. Однако, согласно допущениям, сделанным авторами этой статьи, α' и β' существуют одновременно. Следовательно, гласил вывод данной статьи, описание реальности посредством квантовой механики не может быть полным.

В ответ на это Бор признал, что Эйнштейн и его коллеги были бы правы, если бы все возмущения были только механическими, но именно это и проблематично. Согласно Бору, существуют и другие виды возмущений. Поэтому из примера, предложенного Эйнштейном и его коллегами, Бор делает иные выводы. По его мнению, формулировка предложенного Эйнштейном, Подольским и Розеном критерия «физической реальности» содержит двусмысленность в выражении «без какого бы то ни было возмущения системы», поскольку в течение последнего критического этапа процесса измерения речь должна идти не о механическом возмущении, а о возмущении в смысле влияния на самые условия, определяющие возможные типы предсказаний будущего поведения системы. «Так как эти условия составляют существенный элемент описания всякого явления, к которому можно применять термин «физическая реальность», то мы видим, что аргументация упомянутых авторов не оправдывает их заключения о том, что квантово-механическое описание существенно неполно, — заключает Бор. — Напротив, как вытекает из наших предыдущих рассуждений, это описание может быть характеризовано как разумное использование всех возможностей однозначного толкования измерений, совместимого с характерным для квантовых явлений конечным и не поддающимся учету взаимодействием между объектом и измерительными приборами. В самом деле, только взаимное исключение всяких двух экспериментальных манипуляций, которые позволили бы дать однозначное определение двух взаимно дополнительных физических величин, — только это взаимное исключение и освобождает место для новых физических законов, совместное существование которых могло бы на первый взгляд показаться противоречащим основным принципам построения науки»[23]. Т. е. Бор не признает эйнштейновский критерий «реальности», ибо считает условия измерений составным элементом физических явлений. Прежде всего оспаривалась позиция Эйнштейна, что значение величины после измерения такое же, как и до измерения. Поскольку координаты частицы нельзя точно измерить, когда измеряется импульс этой же частицы, и наоборот, то, стало быть, значение физических величин, которые мы пытаемся предсказать, оказываются напрямую зависимыми от измерений — но не по механическим причинам, а из-за необходимости выполнения определенных условий, без чего определение этих значений просто невозможно[24].

Кроме того, Пол Фейерабенд считает, что Бор мог защитить свою позицию от критики Эйнштейна, допуская, что «состояния являются отношениями между системами и действующими измерительными приборами, а не свойствами этих систем». Фейерабенд также отмечает, что Эйнштейн не может определить величины, которые, как он полагал, существуют сами по себе, и потому простое обусловливание некоторых значений в таких случаях повлекло бы за собой нарушение принципа сохранения энергии[25]. Однако Эйнштейн непосредственно не рассматривал ни одной из этих проблем. Он прежде всего хотел показать, что возможна совершенно иная интерпретация квантовой механики, чем та, которая преобладала в то время, и, таким образом, стимулировать новые теоретические исследования, как бы ни было трудно в данный момент определить их результаты.

 

Шрёдингеровский кот

В том же году, когда Эйнштейн, Подольский и Розен опубликовали свою статью, Эрвин Шрёдингер выпустил знаменитый очерк «Современное положение в квантовой механике»[26], где описал мысленный эксперимент, получивший известность под именем «шрёдингеровского кота».

Предположим, пишет Шрёдингер, что продукт распада (напр., радиоактивный атом) детектируется счетчиком Гейгера, а выход счетчика подключен к реле, которое включает макроустройство. Для того чтобы драматизировать ситуацию и тем самым усилить убедительность рассуждения, Шрёдингер предположил, что атом вместе со счетчиком Гейгера помещен в ящик, где, кроме этого, находится кот, ампула с ядом и устройство, которое может эту ампулу разбить. При распаде атома и срабатывании счетчика включается устройство, разбивающее ампулу с ядом, и кот умирает. Все ясно после того, как пройдет период, намного превышающий период полураспада атома: кот будет заведомо мертв. Однако в момент времени, сравнимый с периодом полураспада, атом находится в состоянии суперпозиции нераспавшегося и распавшегося атома. Но это значит, что кот в этот момент находится в состоянии суперпозиции живого и мертвого кота!.. Таким образом, налицо парадоксальная ситуация: если для микросистем суперпозиции состояний возможны, то кот может быть либо живым, либо мертвым, а значит, квантовая механика неполна.

Однако состояние кота можно считать неопределенным только в той мере, в какой оно зависит от радиоактивного атома. Напротив, кот действительно либо жив, либо мертв — в соответствии с показаниями каких-либо медицинских приборов, регистрирующих, напр., частоту пульса и т. п. Следует понимать, что, согласно копенгагенской интерпретации, нет никаких состояний самих по себе, но существуют лишь состояния, относительные к чему-либо. Стало быть, аргументация Шрёдингера основана на двусмысленности, ибо, согласно копенгагенской интерпретации, «реально» существуют два совершенно отличных друг от друга отношения: 1) «кот — медицинский прибор» и 2) «кот — радиоактивный атом». И нет ничего парадоксального в том, что одно из этих отношений может быть вполне определенным, а другое таковым не быть. С классической же точки зрения, кот действительно либо жив, либо мертв, и относительность его состояния к каким-либо иным объектам — медицинским приборам или радиоактивному веществу — вообще не имеет значения. Таким образом, пример с котом не приближает к решению проблем ни критиков квантовой механики, ни ее сторонников; фигурирующая в основах их рассуждений аксиома может быть интерпретирована как одними, так и другими[27].

Вообще, с точки зрения антиметафизического эмпиризма, вопрос о том, жив или мертв кот, когда за ним никто не наблюдает, не имеет смысла. Роберт Антон Уилсон в своей книге «Квантовая психология»[28] рассуждает по этому поводу следующим образом. Напрасно некоторые возражают, что вектор состояния существует только как математическая формула в головах людей, причем не всех, а только физиков, ибо это возражение игнорирует фундаментальное открытие квантовой механики: мы не можем делать осмысленных утверждений о некотором предполагаемом «реальном мире» или некоторой «глубокой реальности», лежащей в основе «этого мира» или некоторой «истинной реальности», не учитывая самих себя, наших нервных систем и других инструментов. Любое утверждение, которое мы делаем относительно подобной «глубокой реальности», существующей отдельно от нас, никогда не может стать объектом доказательства или опровержения и поэтому «не имеет смысла». Вердикт «здравого смысла» гласит: «Чертов кот либо жив, либо мертв, даже если никто и никогда не откроет коробку», но, ввиду того что это утверждение, по определению, невозможно проверить, оно бессмысленно. По мнению Уилсона, утверждение «Кот является или живым, или мертвым, даже если никто не смотрит» сверхъестественным образом напоминает другое известное «идентификационное» утверждение: «Хлеб является телом Иисуса, даже если любой прибор показывает, что это просто хлеб». «Подобные не-инструментальные, не-экзистенциональные «истины» хороши в сюрреалистической живописи или поэзии, — заключает Уилсон. — Они могут стимулировать творчество, воображение и т. д., однако они не содержат информации или смысла ни в каком феноменологическом контексте».

 

Теорема Белла

Противостояние эйнштейновского реализма и копенгагенского инструментализма особенно наглядно в контексте обсуждения теоремы Джона Стюарта Белла. Оказывается, эйнштейновский реализм вряд ли может быть универсальной доктриной в физике, ибо, как показывает анализ теоремы Белла и ее приложений, «реальные физические состояния» отнюдь не всегда являются сепарабильными, т. е. пространственно разделенные системы далеко не всегда обладают отдельными реальными состояниями[29]. Но это отнюдь не означает, что «Бог действительно играет в кости», как модно стало писать в научных и околонаучных рефератах; это означает, что проблема не поддается разрешению. Ведь экспериментальная проверка неравенств Белла[30], а значит, и вопрос о вероятности квантовой механики, решается в пределах опять же вероятностной точности измерений. По мнению Бома, экспериментальная проверка Аспектом Белловых неравенств в 1980 году ослабила позиции идеи локальных скрытых переменных, но поддержала концепцию нелокальных скрытых переменных. Впрочем, нельзя сказать, что и вопрос относительно локального реализма окончательно решен[31]. Кроме того, Джефри Баб отметил, что теорема Белла «исключает классическое представление квантовой статистики — на базе очевидно неприемлемой посылки о соответствии квантовых статистических состояний мерам их представления на пространстве вероятности. В частности, этот аргумент не имеет ничего общего с локальностью». По мнению Баба, результат Белла тривиален, а эксперименты по проверке его неравенств «не доказывают ничего интересного для теоретика»[32].

Действительно, экспериментальная проверка неравенств Белла касается интерпретации квантовой механики, а не самой реальности, как думают сциентисты. Экспериментально подтвержденное нарушение неравенств связано с тем, что поворот одного прибора, регистрирующего частицу, согласно опять же квантовой механике, меняет информацию о системе и, стало быть, определенным образом влияет на вероятность регистрации частицы другим прибором, несмотря на то, что никакого материального носителя этого влияния не существует. Как известно, это связано с тем, что при измерении в квантовой механике происходит неизбежная редукция волнового пакета. Т. е. речь, собственно, идет о свойствах, которые характеризуют не сам объект, а отношения объекта к прибору, с помощью коего наблюдается это свойство. Стало быть, в экспериментах априорно рассматривается копенгагенская, а не эйнштейновская «реальность» — отношение физических субстанций, а не сами физические субстанции. А так как один принцип не может быть опровергнут другим принципом, для опровержения позиции «скрытых параметров» необходимо исходить из классической трактовки «реальности», а это как раз и невозможно в эксперименте. Т. е. мы лишний раз убеждаемся в правоте слов Макса Борна, что «эксперимент вообще ничего не значит, пока он не интерпретирован теорией»[33].

С другой стороны, Хюбнер категорически отрицает установку копенгагенской школы: «Ограничение физики областью наблюдаемого — иллюзия; никакая физическая теория (и особенно квантовая механика) вообще не была бы возможной, если бы мы пытались ригористически следовать этому ограничению»[34]. Если, согласно требованию Копенгагенской школы, функция состояния Ψ рассматривается как «физическая реальность», то она должна быть определимой через измерение, но это связано со специфическими проблемами, ибо любой теоретически мыслимый способ вычисления Ψ‑функции с помощью большого числа равноправных систем и статистики не может быть осуществлен в полной мере по практическим причинам, ибо «экспериментально определенная» Ψ‑функция возможна лишь как некоторое грубое приближение, не допускающее точного измерения[35]. Кроме того, в 1952 году Юджин Пол Вигнер в журнале «Zeitschrift für Physik» (1952. Vol. 133. S. 101–108) в статье «Измерения квантово-механических операторов» показал, что большая часть возможных операторов в квантовой механике не представляет измеримых величин. Это означает, что для этих величин нет возможных систем отсчета (измерительных приборов), а потому, согласно принципу Копенгагенской школы, они как бы не обладают статусом «реальности», даже если точно определены в формализме квантовой механики[36]. Эта же антиэмпирическая мысль в общем виде высказывается в известных Фейнмановских лекциях по физике: «Хорошо, конечно, знать, какие из идей экспериментальной проверке не поддаются, но нет необходимости отбрасывать их все. Неверно же, что науку можно создавать только из тех понятий, которые прямо связаны с опытом. Ведь в самой квантовой механике есть и амплитуда волновой функции, и потенциал, и многие другие умственные построения, не поддающиеся прямому измерению»[37].

 

Противоположность философских принципов

Саму сущность проблемы верно определил Файн: «Эйнштейн был прав в своих обвинениях инструменталистов Копенгагенской школы в том, что они ведут рискованную игру с реальностью. Но было бы ошибкой полагать, что реалист, когда он выходит за пределы квантовой теории для построения своей интерпретации, делает нечто иное, нежели играет. Его игра тоже рискованна, ибо ее правила свободны от ограничений текущей научной практики»[38].

Наблюдая за развитием дискуссии, мы видим, что подоплекой данного спора являются различие и даже противоположность философских принципов. Отнюдь не случайно Эйнштейн в письме Шрёдингеру от 31 мая 1928 года отметил: «Философия успокоения Гейзенберга – Бора — или религия? — так тонко придумана, что представляет верующему до поры до времени мягкую подушку, с которой не так легко спугнуть его. Пусть спит»[39]. Спустя четверть века, 12 октября 1953 года, в письме Борну Эйнштейн продолжал сетовать: «Нам всем, видимо, суждено отвечать за свои мыльные пузыри. Именно этот «не играющий в кости Бог» предопределил, что на меня обижены не только «квантовые теоретики», но и верующие атеистической церкви»[40]. Чем же не удовлетворяла автора теории относительности позиция Бора? «В аргументации подобного рода, — пишет Эйнштейн, — мне не нравится несостоятельная, на мой взгляд, основная позитивистская установка, которая, как мне кажется, совпадает с принципом Беркли esse est percipi»[41]. Как известно, первоначальное, феноменалистичное, решение Джорджа Беркли вопроса «Что такое бытие?» гласило: «esse est percipi» («бытие есть воспринимаемое»); и это решение вело к исчезновению различения между содержанием восприятия и воспринимаемой реальностью: это одно и то же. Я не буду углубляться в вопрос, насколько позиции Беркли и Бора совпадают (уже хотя бы потому, что сам Бор публично не придавал своей позиции онтологической значимости, но говорил только о квантово-механических методах), но нельзя не согласиться с тем, что, согласно принципу Бора, «реальность», по существу, выступает как отношения между физическими субстанциями, а измерение раскрывает некоторое внутренне присущее этой «реальности» состояние. Другими словами, Бор понимал измерение как то, что конституирует «реальность». Эйнштейн, напротив, полагал, что «реальность» состоит из физических субстанций, свойства которых не зависят от отношений между отдельными субстанциями. По Эйнштейну, физические субстанции определяют отношения; по Бору, физические субстанции определяются отношениями. Эти общие философские положения лежат в основании так и не решенного спора, ибо ни Бору, ни Эйнштейну не удалось доказать истинность своих позиций, исходя из приводимых ими примеров, как, впрочем, не удалось и опровергнуть противоположные позиции. По сути, каждый из них не обосновывал свой принцип, а лишь интерпретировал его. Как признался Макс Борн, «взгляды Эйнштейна представляют собой философское убеждение, которое не может быть ни доказано, ни опровергнуто физическими аргументами. Единственное, что можно сделать в плане возражения этой точке зрения, это сформулировать другое понятие реальности»[42]. Эйнштейн, исходя из своего критерия «реальности», считал квантовую механику неполной, а Бор, исходя из совершенно другого принципа, не опроверг Эйнштейна и его сторонников, а только показал, что при соответствующей интерпретации данного примера полнота квантовой механики не может быть оспорена. Нетрудно убедиться, что обсуждаемые вопросы не могут быть ограничены рамками одной только физики. Напротив, стремясь уйти от философской аргументации, опереться только на опыт или только на методологию, мы в конце концов приходим к тому, от чего уходили, — к философии[43].

Английский физик Поль Дирак, сам один из основателей квантовой механики, признавал: «Я думаю, вполне возможно, что в конечном счете правым окажется Эйнштейн, ибо существующую ныне форму квантовой механики не следует рассматривать как окончательную»[44]. Как отмечает Хюбнер, «доказательства, основанные на эксперименте и успешно зарекомендовавшие себя в теориях, — это не высший суд, приговор которого не может быть обжалован. Как бы ни были значительны успехи квантовой механики, Эйнштейн, Де Бройль, Бом, Баб и другие выдающиеся физики не отступили и не сложили оружия критики. Теоретически их позиция оправдана, поскольку наука не признает абсолютных фактов; все факты относительны к конкретным предпосылкам и априорно устанавливаемым принципам. Но что означает продолжение борьбы в подобной ситуации? Это означает твердо полагаться на одни аксиомы, в то же время отвергая другие. Звучит довольно противоречиво. С одной стороны, физики в той или иной степени стараются обойтись без философии и оставаться на почве экспериментов и эмпирических исследований; с другой же стороны, они неявно и, быть может, не вполне осознанно поступают так, будто сомневаются в опыте, оставаясь приверженцами априорно принятых аксиом. Если это не догматизм, то как можно объяснить такую преданность аксиомам? И где искать объяснение, если не в философии? А раз так, то не подобна ли данная ситуация той, где Одиссею приходилось выбирать между Сциллой и Харибдой? Физики не полагаются ни на чистый разум, ни на чистый опыт, потому что ни первого, ни второго в действительности не существует»[45].

 

Идеализм, материализм или позитивизм?

Здесь следует рассмотреть еще один вопрос, который касается не столько самой квантовой механики, сколько проблемы определения. Вопрос этот особенно актуален на постсоветском пространстве, где материализм еще имеет большое количество поклонников, хотя сам материализм трактуется при этом как угодно. Вопрос этот гласит: к какой философской системе следует отнести современную интепретацию квантовой механики — к идеализму, материализму или позитивизму?

Показательно, что советскому физику В. А. Фоку в 1938 году буквально грозили репрессии только за то, что он в дискуссии Бора и Эйнштенйна поддержал точку зрения Бора. Так, в 1938 году в журнале «Под знаменем марксизма» разыгралась дискуссия, в которой физики поименно причислялись к материалистам или идеалистам. Фок попал в идеалисты главным образом по причине своих комментариев к спору Эйнштейна и Бора. Фок присоединился к точке зрения Бора, а материалистом журнал считал Эйнштейна. Фок сожалел, что «философы-материалисты» или полностью отрицают квантовую механику, или признают большинство ее выводов, делая исключение лишь для принципа дополнительности[46].

Примерно до 70-х гг. XX века представители диалектического материализма считали Копенгагенскую школу идеалистической. «Краткий философский словарь» 1954 года под редакцией М. Розенталя и П. Юдина гласил: «Придерживаясь субъективно-идеалистических философских взглядов, буржуазные физики (в том числе Гейзенберг, Бор, Шрёдингер, внесшие значительный вклад в создание квантовой механики) представляют ее в превратном виде. Идеалисты, рассматривая электроны (и другие микрочастицы) как частицы в старом смысле этого слова, объявляют особые законы их движения, в действительности обусловленные их природой, принципиально необъяснимыми. Они утверждают, что физические величины, характеризующие движение микрочастиц, являются якобы макроскопическими, неадекватными природе микрообъектов... Идеалисты доходят до отрицания причинности в микропроцессах, до признания «свободы воли» электрона и прочей мистики».

Однако впоследствии диамат стал признавать копенгагенскую интерпретацию не идеалистической, а, как и Эйнштейн, позитивистской, а позитивизм с его антиметафизической установкой нельзя считать идеализмом: «Вокруг философских проблем квантовой механики развернулась острая полемика. Они стали... предметом различного рода антинаучных, в том числе позитивистских, спекуляций, в известной степени связанных с высказываниями некоторых сторонников так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики. Ошибочное истолкование специфики микромира исключительно как следствие особенностей процесса познания и измерения приводило к преувеличению роли «наблюдателя», к утверждению о «неконтролируемом возмущении», «крахе причинности», «свободе воли» электрона и т. п. Отказ от подобных утверждений эволюции взглядов ряда создателей квантовой механики, как и в целом ситуация в современной физике, свидетельствует о том, что «материалистический основной дух физики» (Ленин) побеждает»[47]. Как мы сегодня видим, в квантовой механике победил якобы «антинаучный» дух копенгагенской школы.

Впрочем, Гейзенберг подчеркивал: «Копенгагенская интерпретация квантовой теории ни в коем случае не является позитивистской. В то время как позитивизм исходит из чувственных восприятий элементов бытия, копенгагенская интерпретация рассматривает описываемые в классических понятиях объекты и процессы, то есть фактическое, в качестве основы всякого физического объяснения. Вместе с тем признается, что статистичность природы законов микрофизики устранена быть не может, так как всякое знание «фактического» в силу квантово-механических законов природы является знанием неполным»[48]. Однако нельзя не согласиться, что копенгагенской интерпретации как нельзя более соответствуют именно позитивистские принципы эмпиризма и инструментализма. Кроме того, не будем забывать о широко известном высказывании, приписываемом Нильсу Бору, которое отнюдь не согласуется с утверждение Гейзенберга, а именно: «Ничто не существует, пока оно не измерено» («Nothing exists until it is measured»). В то же самое время, по словам Гейзенберга, «онтология материализма основывалась на иллюзии», что в область микромира можно экстраполировать элементы и вообще способ существования макромира, хотя «эта экстраполяция невозможна»[49].

 

Теория декогеренции

Как бы то ни было, в сфере практического применения возобладала копенгагенская интерпретация квантовой механики. Абстрактный инструментализм заслонил собой классические интуиции. Ну и это еще не все. Сегодня, ориентируясь на практические потребности, квантовая механика сделала очередной шаг к абстрагированию и перешла от полуклассической копенгагенской интерпретации квантовой механики, подразумевающей обязательное наличие классического субъекта (напр., измерительного прибора), к чисто квантовому подходу, который прежде всего касается запутанных состояний (entangled states). Такая форма корреляций составных систем, как запутанность, возникает в системе, состоящей из двух и более взаимодействующих подсистем (или взаимодействовавших ранее, а затем разделенных), и представляет собой суперпозицию альтернативных (взаимоисключающих с классической точки зрения) состояний, которая не может быть реализована в классической физике.

Для таких систем флуктуации отдельных частей взаимосвязаны, но не посредством обычных взаимодействий путем обмена энергией (классических корреляций), ограниченных, напр., скоростью света, а посредством нелокальных квантовых корреляций, когда изменение одной части системы в тот же самый момент времени сказывается на остальных ее частях — даже разделенных в пространстве на бесконечно большие расстояния. Математически это выражается в том, что вектор состояния системы как единого целого не может быть представлен в виде тензорного произведения векторов состояния своих подсистем. В этом случае невозможно разделить систему на локальные объекты, ибо всегда есть некоторая часть системы, принадлежащая обоим объектам в равной степени. Подсистемы переплетены, запутаны между собой и составляют единое целое — пусть даже в какой-то незначительной своей части. Описание таких систем в рамках локальной теории, предполагающей наличие независимых объектов, становится невозможным.

В новой системе, важнейшей характеристикой которой является запутанность, решающее значение имеет физический процесс, получивший название decoherence. Этот процесс сопровождается уменьшением квантовой запутанности, т. е. потерей когерентности квантовых суперпозиций в результате взаимодействия системы с окружением[50].

Наиболее радикальные исследователи полагают, что теория декогеренции решает известные квантово-механические проблемы. Как гласит Erich Joos’ Decoherence Website, теория декогеренции объясняет, почему кажется, что макроскопические системы обладают привычными классическими свойствами, и почему некоторые объекты кажутся нам локализованными в пространстве. Кроме того, теория декогеренции предполагает, что для самодостаточного квантового описания никаких дополнительных классических концепций не требуется, ибо не существует никаких частиц и не существует никакого времени на фундаментальном уровне; есть только один каркас для всех физических теорий — квантовая теория.

Теория декогеренции еще ждет своей критики со стороны философии. Нарастающая идеализация научных теорий, безусловно, повлечет за собой свои трудности. Отказ от классических интуиций рано или поздно потребует также отказа от языка кажущихся категорий (напр., объект, система, подсистема, процесс, локальность, корреляция), иначе классические категории, аподиктично подразумевающие субъект познания, неминуемо будут приводить к внутренним противоречиям. Для того чтобы квантовая информация per se обрела онтологический бессубъектный смысл (чего хотят от нее наиболее радикальные адепты), она per se еще должна обрести трансцендентальную субъектность или быть скоррелированной абсолютной идеей. Как бы то ни было, парадокс альтернативных онтологий так и не нашел убедительного объяснения, а значит, пока — перед нами одна из множества метатеорий, ничего не говорящая о бытии.

 

«Абстрактное Я» в квантовой механике

Кроме того, хотя явление декогеренции объясняет, почему возникают различные альтернативные результаты измерения, каждая со своей вероятностью, но хотелось бы иметь теорию, которая описывала бы, как происходит выбор (селекция) одной из альтернатив. Действительно, даже если декогеренция превращает суперпозицию чистых состояний в их смесь, один из компонентов этой смеси все еще должен быть каким-то образом выбран, и только после этого появляется конкретный результат измерения, тогда как в смешанном состоянии присутствуют все возможные результаты с соответствующими им вероятностями. Проблема селекции так и не решена. Одни исследователи полагают, что при объяснении квантового измерения следует так или иначе включать в рассмотрение сознание наблюдателя. Другие — что функция сознания (осознание) сама по себе есть один из этапов квантового измерения, представляющий собой собственно выбор альтернативы; стало быть, сознание не нужно включать в теорию измерения, ибо оно уже включено в нее: нужно лишь узнать в одном из элементов теории измерения (этим элементом является селекция) то, что в другом контексте называется осознанием[51].

А ведь вопрос о месте наблюдателя, или «абстрактного Я», в квантовой механике был поднят уже давно. Конечно, учитывая распространенность тенденций мизософии среди современных физиков, появление в физической статье ссылки на «абстрактное Я» может вызвать негативную реакцию, но не будем забывать, что создатели квантовой теории в свое время получали более основательное гуманитарное и, в частности, философское образование, нежели современные физики. Из воспоминаний Гейзенберга хорошо известно, какое огромное влияние имели на него диалоги Платона. Шрёдингер в 1948 году написал статью под названием «2400 лет квантовой теории»[52], в которой исследовал связь квантовой теории с атомистическим учением Левкиппа и Демокрита. У нас нет сведений об особой привязанности Джона фон Неймана к древнегреческой философии, но есть соблазн связать его схему измерений с именем Анаксагора, который впервые установил тесную взаимосвязь материи и ума: πάντα χρήματα ἦν ὁμοῦ εἶτα νοῦς ἐλθὼν αὐτὰ διεκόσμησεν· («Все вещи были смешаны, потом ум пришел [и] их упорядочил»)[53].

Так что идеи связать ум с чисто физическими явлениями имеют долгую историю, а потому обращение фон Неймана к «абстрактному Я» его современников не смутило. Мало того, в 1939 году вышла книга Фрица Лондона и Эдмонда Бауэра[54], посвященная «непротиворечивому и простому изложению теории фон Неймана». Авторы книги одинаково хорошо ориентировались как в физике, так и в философии. И чтобы исключить не слишком убедительные обращения в последнюю минуту к «абстрактному Я», Лондон и Бауэр предложили последовательно рассматривать составную систему, состоящую из объекта (x), измерительного аппарата (y), наблюдателя (z). Состояния такой системы авторы представили волновой функцией

 

 

где функции wk описывают состояния наблюдателя. Брауэр и Лондон утверждали, что входящий в рассматриваемую триаду наблюдатель обладает не свойственной приборам «способностью интроспекции». Он может мгновенно оценить свое собственное состояние и в силу присущего ему «имманентного сознания» создает свой собственный «объективный мир». Иначе говоря, существует некий внутренний голос, говорящий: «ты находишься в состоянии wk», после чего наблюдатель может сделать следующее заключение: «я вижу, что величина G, связанная с аппаратом, принимает значение gk, поэтому значение характеризующей объект величины F равно fk». Таким образом, вовсе не таинственное взаимодействие между прибором и объектом порождает новую «реальность», которая приводит при измерении к новой волновой функции системы, а это всего лишь мое собственное сознание расстается со старой функцией Ψ(xyz) и порождает на основании своих сознательных наблюдений «новую реальность», приписав системе новую волновую функцию uk(x)[55]. При этом можно ответить на известное изречение Эйнштейна следующим образом: «Да, Бог не играет в кости. В кости само с собой играет сознание каждого наблюдателя».

 

Детерминизм или индетерминизм?

А действительно ли «Он не играет в кости» («He is not playing dice»)? Прежде всего отметим, что Гейзенберг определял принцип причинности следующим образом: «Если точно знать настоящее, можно предсказать будущее»[56]. По его мнению, в этой формулировке «неверна предпосылка, а не заключение. Мы в принципе не можем узнать настоящее во всех деталях»[57]. Причиной этой непознаваемости является соотношение неопределенностей в квантовой механике. Можно точно измерить либо пространственные координаты, либо импульс частицы, но не то и другое одновременно. Таким образом, если квантовая механика заставляет признать «предпосылку» принципа причинности ложной и в то же время все эксперименты говорят в пользу квантовой механики, то, по Гейзенбергу, из этого следует, что «нарушение принципа причинности можно считать твердо установленным»[58]. Это замечание, сделанное знаменитым ученым в весьма авторитетном журнале, нашло затем поддержку у сторонников индетерминизма. Однако, если строго подойти к словам Гейзенберга, придется признать, что его тезис логически несостоятелен. Принцип причинности у Гейзенберга приобретает форму импликации, а, согласно правилам логики, импликация не становится ложной из-за ложности антецедента (импликация ложна лишь в случае истинности антецедента и ложности консеквента). Кроме того, нетрудно увидеть, что такая формулировка принципа причинности не имеет никакой онтологической значимости. Она была бы значима, если бы мы действительно в точности знали настоящее, но как раз это, согласно Гейзенбергу, невозможно. Очевидно, таким образом, что индетерминисты, ссылаясь на приведенное выше замечание Гейзенберга, смешивают истинность принципа причинности с его применимостью, а это не одно и то же.

По этому поводу представители диалектического материализма пишут: «Одним из идеалистических выводов из соотношений неопределенностей является утверждение о том, что из этих соотношений вытекает неприменимость к явлениям, протекающим в микромире, принципа причинности... В квантовой механике в соответствии с требованием принципа причинности состояние микрообъекта в некоторый момент времени t0 однозначно предопределяет его дальнейшие состояния»[59].

Итак, у физиков-диаматчиков есть некое «требование» принципа причинности. Ну и чем, спрашивается, такое предопределение отличается от классического лапласовского? Только заданием состояния, но отнюдь не однозначностью. Только субъективностью метода определения, но отнюдь не онтологичностью предопределения. Однозначность предопределения постулируется как в лапласовском, так и в диаматовском детерминизме. Причем любой детерминизм ведет к фатальности.

Сегодня, впрочем, после после детального ознакомления физиков с доказательством теоремы Белла и с ее экспериментальным подтверждением Аспектом, на постсоветском пространстве найдется мало физиков, которые будут отстаивать принципы детерминизма. Однако в квантовой механике, как и вообще в физике, часто наблюдается подмена понятий. Рассуждая о статистической закономерности, которая имеет только гносеологический характер, физики часто делают вывод в отношении детерминизма или индетерминизма, которые имеют статус онтологический. Короче говоря, принципиальная невозможность точного предсказания последующих состояний системы, исходя из первоначальных условий, отнюдь не говорит об отсутствии жесткой предопределенности развития событий в данной системе, ибо, как заметил еще Спиноза, ignorantia non est argumentum: наше незнание не может быть аргументом ни в каком теоретически позитивном построении относительно бытия.

На вопрос, разрешима ли проблема концепций детерминизма и индетерминизма научными методами, с уверенностью можно ответить: нет. Истинность концепции детерминизма не может быть доказана как минимум из-за проблемы индукции, а с другой стороны, его нельзя и опровергнуть как минимум из-за проблемы тождества (последнее относится также и к любой возможной формулировке принципа причинности). И никакие эксперименты (напр., связанные с неравенствами Белла) не смогут дать нам ответа на этот счет, поскольку исходят из положенного в их основу принципа и только интерпретируют его. И даже широко известный двухщелевой эксперимент Юнга по интерференции света зиждется на допущении о существовании вполне определенных объектов, не имеющих, вообще говоря, отношения к процессу измерения и потому называемых интерфеноменами. Действительно, подобные допущения приводят к признанию некоторых «каузальных аномалий», которые, однако, нельзя ни верифицировать, ни фальсифицировать, ни использовать для предсказаний[60].

Но самое главное, что необходимо отметить: т. н. принцип причинности в научной методологии не имеет никакой онтологической значимости. Как справедливо отмечает Хюбнер, в науке «принцип причинности, в какой бы формулировке он ни выступал, вообще не является теоретическим высказыванием; он не претендует на то, чтобы быть выражением эмпирических фактов», ни априорно необходимого порядка бытия, а потому нельзя говорить, что принцип причинности в науке является или истинным, или ложным; из него вытекает только требование для каждого явления допускать и искать причину, но из бытия не вытекает требования самого принципа причинности. Таким образом, принцип причинности в науке является практическим постулатом и, соответственно, «находит оправдание только в тех целях, которым он служит». А потому детерминизм в науке теряет смысл, ибо форма выражения принципа причинности определяется уже не реальным, а желаемым. В науке «принцип причинности не имеет теоретического содержания, он не содержит вообще знаний о мире (поэтому его так часто принимают за тавтологию)», а только «представляет собой методологический постулат»[61]. И говорить, что квантовая механика подтвердила или опровергла детерминизм, нельзя, ибо детерминизм по определению имеет онтологическую значимость и утверждает всеобщий характер причинности вне зависимости от познающего субъекта.

В то же самое время научные теории являются только моделями, которые строятся по определенным правилам, т. е. являются только возможными интерпретациями, в основе которых лежат практические постулаты. И только некритичность, увы, присущая человеку, устремляет его выдавать за онтологическую структуру мира то, что, по сути своей, порождено его собственной проективностью, и смешивать произвольные конструкции с онтологической реальностью.

«Детерминизм» и «причинность» суть понятия метафизические, т. е. наукой не подтверждаемые и не опровергаемые. Сама наука имеет дело со специфическими, т. е. неполными причинами, тогда как следствие с необходимостью вызывает только причина полная, включающая в себя специфическую причину (непосредственные причины) и условия (опосредованные причины). А потому, не имея возможности учесть бесконечное количество причин и условий (не будем забывать о вероятностном характере квантовой механики), наука не в силах разрешить данный метафизический вопрос.

 

Заключение

Исходя из вышесказанного, можно сделать следующие выводы.

Во-первых, учитывая вероятностный характер квантовой механики и неразрешимость проблем тождества и индукции, мы ни в коем случае не имеем права сциентически онтологизировать квантовую механику и делать какие-либо выводы относительно концеций детерминизма или индетерминизма.

Во-вторых, не исключено, что в конечном счете возобладает реалистический взгляд на квантово-механические проблемы, ибо существующую ныне форму квантовой механики не следует рассматривать как абсолютную и окончательную. Причем догматическое мнение сциентистов об истинности научных теорий и, в частности, квантовой механики следует считать обскурантизмом, ибо нет ничего более убедительного, чем то, что знание подлежит постоянному пересмотру.

В-третьих, несмотря на мизософские тенденции, распространенные среди физиков, дальнейшее развитие квантовой механики будет, по-видимому, проходить в тесной связи с философией. Во всяком случае, анализ показывает, что проблема селекции в теории декогеренции лежит вне физики. По всей вероятности, в будущем эксперименты по квантовой механике включат в себя работу мозга и сознания, что может привести к теории сознания, тесно связанной не только с философией, но и с физикой, а это, в свою очередь, приведет к радикальному расширению предмета самой физики.

 


[1] Карнап Р. Философские основания физики: Введение в философию науки. М.: Прогресс, 1971. С. 337.

[2] Popper K. Objective Knowledge: An Evolutionary Approach. Oxford: Clarendon Press, 1972. P. 303; Чудинов Э. M. Природа научной истины. М.: Политиздат, 1977. С. 215–216.

[3] Weizsäcker C. F. von. Classical and quantum descriptions. // The Physicist’s Conception of Nature. Dordrecht – Boston: Reidel, 1973. P. 656.

[4] Ibidem.

[5] Бор Н. Избранные научные труды. В 2 т. Т. 2. М.: Наука, 1971. С. 488.

[6] Там же, с. 179.

[7] Хюбнер К. Критика научного разума. М.: ИФ РАН, 1994. С. 42–54.

[8] Цит. по: Чудинов Э. M. Природа научной истины. С. 248.

[9] Чудинов Э. M. Природа научной истины. С. 223.

[10] Там же, с. 222.

[11] Там же, с. 222–223.

[12] Там же, с. 223–224.

[13] Bohm D. Causality and Chance in Modern Physics. London: Routledge and Kegan Paul, 1958. P. 170.

[14] Heisenberg W. The Development of the Interpretation of the Quantum Theory. // Niels Bohr and the Development of Physics. London, 1955. P. 17.

[15] Бом Д. Квантовая теория. М.: Наука, 1965. С. 207.

[16] Heisenberg W. The Development of the Interpretation of the Quantum Theory. P. 18.

[17] Хюбнер К. Критика научного разума. С. 42–54.

[18] Fine A. The Shaky Game: Einstein, Realism, and the Quantum Theory. Chicago: Chicago University Press, 1986. P. 103; Панченко А. И. Теоремa Беллa и реaлистические интерпретaции квaнтовой теории. // Философские проблемы физики элементарных частиц (тридцать лет спустя). М.: ИФ РАН, 1994. С. 293.

[19] Эйнштейн А. Собрание научных трудов в 4 т. Т. 4. М.: Наука, 1967. С. 136.

[20] Эйнштейн А., Подольский Б., Розен Н. Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным? // Эйнштейн А. Собрание научных трудов в 4 т. Т. 3. М.: Наука, 1966. С. 604–611.

[21] Там же, с. 605.

[22] Там же.

[23] Бор Н. Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным? // Бор Н. Избранные научные труды. В 2 т. Т. 2. М.: Наука, 1971. С. 187–188.

[24] Хюбнер К. Критика научного разума. С. 112–116.

[25] Feyerabend P. Niels Bohr’s Interpretation of Quantum Theory. // Current Issues in the Philosophy of Science. New York, 1961. P. 383.

[26] Шредингер Э. Новые пути в физике. М.: Наука, 1971. С. 66–106.

[27] Хюбнер К. Критика научного разума. С. 119–120.

[28] Уилсон Р. А. Квантовая психология: Как работа Вашего мозга программирует Вас и Ваш мир. Киев: Янус, 1998.

[29] Murdoch D. Niels Bohr’s Philosophy of Physics. Cambridge: Cambridge University Press, 1987. P. 183; Bell J. S. Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics: Collected Papers on Quantum Philosophy. Cambridge: Cambridge University Press, 1987.

[30] Clauser J. F., Shinomy A. Bell’s theorem: experimental tests and implications. // Report on Progress in Physics. Vol. 41, 1978. P. 1881–1927; Aspect A., Grangier P., Roger G. Experimental test of realistic local theories via Bell’s theorem. // Physical Review Letters. Vol. 47, 1981. P. 460–467; Aspect A., Grangier P., Roger G. Experimental realization of Einstein–Podolsky–Rosen–Bohm Gedankenexperiment: A new violation of Bell’s inequalities. // Physical Review Letters. Vol. 48, 1982. P. 91–94; Aspect A., Dalibard J., Roger G. Experimental tests of Bell’s inequalities using time-varying analyzers. // Physical Review Letters. Vol. 49, 1982. P. 1804–1807.

[31] Бауместер Д., Экерт А., Цайлингер А. Физика квантовой информации. М.: Постмаркет, 2002. С. 30–31.

[32] Bub J. The Interpretation of Quantum Mechanics. Dordrecht – Boston: Reidel, 1974. P. 83; Панченко А. И. Теоремa Беллa и реaлистические интерпретaции квaнтовой теории. С. 274.

[33] Цит. по: Клайн М. Математика. Поиск истины. М.: Мир, 1988. С. 205.

[34] Хюбнер К. Критика научного разума. С. 48.

[35] Там же, с. 48–49.

[36] Там же, с. 121.

[37] Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Вып. 3: Излучение. Волны. Кванты. М.: УРСС, 2004. С. 233.

[38] Fine A. The Shaky Game: Einstein, Realism, and the Quantum Theory. P. 171. Кроме того, Файн убедительно показывает, что «трудности, порождаемые теоремой Белла, отделены по крайней мере двумя гигантскими шагами от реализации идей Эйнштейна о локальности или его понимания более полной [чем квантовая механика] теории» (ibid., p. 63).

[39] Цит. по: Белокуров В. В., Тимофеевская О. Д., Хрусталев О. А. Квантовая телепортация — обыкновенное чудо. Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2000. С. 65.

[40] Там же, с. 53.

[41] Einstein A. Philosopher-Scientist. Evanston, Illinois, 1949. P. 669.

[42] Борн М. Размышления и воспоминания физика. М.: Наука, 1977. С. 170.

[43] Хюбнер К. Критика научного разума. С. 112–116.

[44] Цит. по: Клайн М. Математика. Поиск истины. С. 272.

[45] Хюбнер К. Критика научного разума. С. 132.

[46] Белокуров В. В., Тимофеевская О. Д., Хрусталев О. А. Квантовая телепортация — обыкновенное чудо. С. 92.

[47] Философский словарь. Изд. 6-е. М.: Политиздат, 1991. С. 188–189.

[48] Гейзенберг В. Физика и философия. М.: Иностр. лит., 1963. С. 89.

[49] Там же.

[50] См.: Blanchard Ph., Giulini D., Joos E., Kiefer C. Stamatescu I.-O. Decoherence: Theoretical, Experimental, and Conceptual Problems. Berlin: Springer, 2000; Joos E., Zeh H. D., Kiefer C., Giulini D., Kupsch J., Stamatescu I.-O. Decoherence and the Appearance of a Classical World in Quantum Theory. Heidelberg: Springer, 2003.

[51] Менский М. Б. Квантовая механика: новые эксперименты, новые приложения и новые формулировки старых вопросов. // Успехи физических наук, т. 170 (2000, № 6). Стр. 641–646.

[52] Schrödinger E. 2400 Jahre Quantentheorie. // Annalen der Physik. Vol. 438 (1). Weinheim: Wiley-VCH, 1948. P. 43–48.

[53] Анаксагор у Диогена Лаэртского. — Diogenes Laertius. Vitae philosophorum, IΙ, 6. // Die Fragmente der Vorsokratiker. Hrsg. H. Diels und W. Kranz, Band 2, 6te Auflage. Berlin: Weidmann, 1952. S. 5.

[54] London F. Bauer E. La Theorie de l’Observation en Mecanique Quantique. Paris: Hermann et Cie, 1939.

[55] Белокуров В. В., Тимофеевская О. Д., Хрусталев О. А. Квантовая телепортация — обыкновенное чудо. С. 197–199.

[56] Heisenberg W. Ueber den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik. // Zeitschrift für Physik. 1927. B. 43. S. 197.

[57] Ibidem.

[58] Ibidem.

[59] Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики. М.: Высш. шк., 1999. С. 514–515.

[60] Reichenbach H. Philosophische Gründlagen der Quantenmechanik. Basel: Birkhäuser, 1949. S. 7–8, 25–27.

[61] Хюбнер К. Критика научного разума. С. 52.

 


 

Philosophical problems of microphysics

Some of the philosophical conceptual problems of quantum mechanics and their theoretical status are reviewed in this paper. In particular the paradox of alternative ontologies is discussed. In turn the well-known paradox of the Schrödinger's cat and the EPR paradox are reviewed. In like manner the philosophical value of the Bell's theorem is discussed. The suggestion of von Neumann, London, Bauer, Wigner and others that the observer's consciousness must be included in the theory of quantum measurement is reviewed too. At last some errors of representatives of the scientism about determinancy and indeterminancy are found out.




 

Библиотека Руслана Хазарзара  
Hosted by uCoz